Ħsara ta' Enerġija tal-Transformatori

Ħsara fil-Transformer

Billi l-transformer huwa apparat statiku, l-ħsara mekanika normalment ma tinsabx. Nikkunsidraw biss l-ħsara elettrika fil-transformer.

L-ħsara fi ħalihom apparat hi definita b'mod ġenerali kif- fark bejn il-potenza tal-input u l-potenza tal-output. Meta potenza tal-input tippassaw lil primary tal-transformer, parti minnha tuża biex tkompensa l-ħsara tal-core fil-transformer, jiġifieri l-ħsara tal-hysteresis u l-ħsara tal-eddy current fil-core tal-transformer, u parti minnha tuża bħala I2R loss u tidispersa bħala ħal fil-primary u secondary windings, billi dawn l-windings għandhom reżistanza interna fihom.

Il-prima hija magħrufa bħala ħsara tal-core jew ħsara tal-ferro fil-transformer u l-iktar tarda hija magħrufa bħala ohmic loss jew copper loss fil-transformer. Ħsara oħra tinsab fil-transformer, magħrufa bħala Stray Loss, għall-Stray fluxes li jinklumu mal-struttura mekanika u l-konduċturi tal-windings.

Ħsara tal-Kupru fil-Transformer

L-ħsara tal-kupru hi I²I2R loss, bl-I12R1 fuq is-silġ primarju u l-I22R2 fuq is-silġ sekondarju. Hawn, I1 u I2 huma l-kurrenti primarji u sekondarji, u R1 u R2 huma r-reżistanzi tal-windings. Billi dawn il-kurrenti jiġu determinati mill-load, l-ħsara tal-kupru fil-transformer varja skont il-load.

Ħsara tal-Core fil-Transformer

L-ħsara tal-hysteresis u l-ħsara tal-eddy current, kollox jiġu determinati mill-proprietajiet magnetiki tal-materjali użati għall-bini tal-core tal-transformer u d-disinn tagħha. Għalhekk dawn l-ħsara fil-transformer huma fissi u ma jidependux mill-kurrent load. Għalhekk l-ħsara tal-core fil-transformer, magħrufa wkoll bħala iron loss fil-transformer, tista' tinkonsidrat bħala kostanti għal kull rangu ta' load.

L-ħsara tal-hysteresis fil-transformer tinqaddem bħala,

L-ħsara tal-eddy current fil-transformer tinqaddem bħala,

Kh = kostanti tal-hysteresis.

Ke = kostanti tal-eddy current.

Kf = kostanti tal-forma.

L-ħsara tal-kupru tista' tinkaddem bħal,

IL2R2′ + Stray loss

Fejn, IL = I2 = load tal-transformer, u R2′ huwa r-reżistanza tal-transformer referita is-silġ sekondarju.

Issa ndiskutu l-ħsara tal-hysteresis u l-ħsara tal-eddy current fl-aħħar dettalji għal ikteb t-toppiku tal-ħsara fil-transformers.

Ħsara tal-Hysteresis fil-Transformer

L-ħsara tal-hysteresis fil-transformers tista' tinkaddem fi żewġ modi: fisikament u matematikament.

Spjegazzjoni Fisika tal-Ħsara tal-Hysteresis

Il-core tal-transformer huwa magħruf minn 'Cold Rolled Grain Oriented Silicon Steel'. Il-ħadid huwa materjal ferromagnetiku ħafna. Dawn il-materjali huma ħafna sensitivi għal immaġnetizzazzjoni. Jiġifieri, meta flux magnetiku jagħmel passa, se jieħel komportament ta' magnit. Il-substanzijiet ferromagnetiki għandhom numru ta' domains fil-istruttur tagħhom.

Id-domains huma regjonijiet żgħar fis-struttur tal-materjal, fejn kollox id-dipoles huma paralleli nhar is-silġ stess. B'xejn ieħor, id-domains huma kif magnets permanenti żgħar sitwati random fis-struttur tas-silġ.

Id-domains huma arranjati fil-materjal b'mod random, b'kamp magnetiku netta tal-material zero. Meta tfittex mmf estern, id-domains random jalignjaw parallel il-kamp.

Meta kamp jitneħħa, affariet id-domains jirritornaw għal posizjonijiet random, iżda xi wħud jirkunu alignati. Minħabba dawn id-domains mhux bidla, is-silġ jivviffi permanentement. Dan il-magnetism huwa magħruf bħala "Spontaneous Magnetism".

Biex tinneutralizza dan il-magnetism, huwa necessaru applikazzjoni ta' mmf kontra. Il-mmf applikat fil-core tal-transformer huwa alternativ. Għal kullċiklu, din id-domains reversal se jippruvaw xogħol extra. Għalhekk, se jkun hemm konsum ta' enerġija elettrika magħrufa bħala ħsara tal-hysteresis tal-transformer.

Spjegazzjoni Matematika tal-Ħsara tal-Hysteresis fil-Transformer

Determinazzjoni tal-Ħsara tal-Hysteresis

Ikonsidera anella ta' campione ferromagnetiku ta' circumferenza L metru, area sezjonali a m2 u N turns ta' silt insulata kif mur fil-fotografija t-tanija,

Nikkonsidera, il-kurrent li jikteb wara s-silt huwa I amp,

Forza magnetizzanti,

Nikkonsidera, il-density tal-flux f'dan il-mument huwa B,

Għalhekk, il-flux totali tra l-anella, Φ = BXa Wb

Bil-kurrent alternativ li jikteb wara s-silt, il-flux prodott fil-ħadid anella huwa bżonn alternativ, għalhekk l-emf (e′) indotta ser tkun espressa bħala,

Skond il-linna ta' Lenz, din l-emf indotta ser topponni l-flus tal-kurrent, għalhekk, biex tikseb l-kurrent I fis-silt, is-sors għandu jipprovdi emf equal u kontra. Għalhekk, l-emf applikat,

Enerġija konsumata fis-ħin qasir dt, waqt li density tal-flux bidla,

Għalhekk, ix-xogħol totali magħmul jew l-enerġija konsumata waqt il-ċiklu kumplet ta' magnetism huwa,

Issa aL huwa volum l-anella u H.dB huwa l-area tal-strip elementar tal-kurva B – H tmarbuta fil-fotografija fuq,

Għalhekk, l-enerġija konsumata per ċiklu = volum l-anella × area tal-loop tal-hysteresis. Fil-każ tal-transformer, din l-anella tista' tinkonsidrat bħala core tal-transformer. Għalhekk, ix-xogħol magħmul huwa biss l-ħsara tal-enerġija elettrika fil-core tal-transformer u din hi magħrufa bħala ħsara tal-hysteresis fil-transformer.

X'hi l-Ħsara tal-Eddy Current?

Fil-transformer, nipprovdumi kurrent alternativ fil-primary, din il-kurrent alternativ tigħmlu flux magnetiku alternativ fil-core u b'ħin din il-flux tlinkjaw ma' winding sekondarju, se jkun hemm vota indotta fil-secondary, reżultant kurrent li jikteb wara l-load inkurat magħha.

Xi parte minnha tal-flux alternativ tal-transformer; jistgħu jinklumu ma' aktar parti konduċentijiet kif steel core jew body tal-ħadid tal-transformer etċ. B'ħin din il-flux linkjaw ma' dawn il-partijiet tal-transformer, se jkun hemm emf indotta lokali.

Għal dawn l-emfs, se jkun hemm kurrenti li jikterbu lokali fid-dawn il-partijiet tal-transformer. Dawn il-kurrenti circulating ma jkontribuwxx fil-output tal-transformer u tidispersa bħala ħal. Tip ta' ħsara tal-enerġija din hi magħrufa bħala eddy current loss tal-transformer.

Dan kien spjegazzjoni ġenerali u simpli tal-ħsara tal-eddy current. Id-detall spjegazzjoni tal-ħsara din mhux fit-scop ta' diskussjoni fil-kapitlu.